改良髓芯減壓植骨聯(lián)合體外沖擊波治療早期股骨頭壞死的療效

及松潔 張隆浩 徐黎 楊德金 呂明 姜旭 周一新

1北京積水潭醫(yī)院矯形骨科（北京 100035）；2北京積水潭醫(yī)院沖擊波治療中心（北京 100035）；3北京積水潭醫(yī)院影像科（北京 100035）

股骨頭壞死（osteonecrosis of the femoral head，ONFH）是股骨頭靜脈淤滯、動脈血供受損或中斷引起骨組織壞死及隨后發(fā)生的修復，股骨頭結構改變，引起髖關節(jié)疼痛及功能障礙的疾?。?］。近年ONFH 的發(fā)病率呈上升趨勢［2］。早期ONFH如果不進行治療，2年內(nèi)會出現(xiàn)劇烈疼痛和活動受限［3］。早期治療的目的是防止股骨頭塌陷，延緩ONFH 的進程［4-5］。改良髓芯減壓（advanced core decompression，ACD）+人工骨（synthetic bone sub?stitutes，SBS）植入是治療早期ONFH 行之有效的保髖治療手術方法［6］。而體外沖擊波療法（extra?corporeal shock wave therapy，ESWT）對ARCO 分期為Ⅰ至Ⅱ期的患者也有很好的療效。但是ESWT聯(lián)合ACD+SBS 治療早期ONFH 的療效尚未明朗，ESWT 是否能夠提升ACD + SBS 的術后效果仍在討論。本研究旨在探討改良髓芯減壓人工骨植入手術的基礎上聯(lián)合體外沖擊波治療（ACD + SBS +ESWT），與單獨改良髓芯減壓人工骨植入手術（ACD+SBS）的療效比較。

1 資料與方法

1.1 一般資料本研究為前瞻性隨機對照臨床研究。收集2018年1月至2020年1月北京積水潭醫(yī)院矯形骨科及北京朝陽中西醫(yī)結合急診搶救中心骨科收治的早期股骨頭缺血壞死患者。

納入標準：（1）符合ONFH 國際骨微循環(huán)研究協(xié)會（Association Research Circulation Osseous，AR?CO）Ⅱ期臨床診斷標準；（2）年齡＜60 歲；（3）ON?FH 引起疼痛，如腹股溝區(qū)或者臀部疼痛，VAS 評分≥6 分；（4）無感染、凝血及出血性疾病。

排除標準：（1）臨床診斷不符合ARCOⅡ期ONFH；（2）創(chuàng)傷相關ONFH，如既往髖關節(jié)骨折或脫位、股骨頸骨折，髖關節(jié)手術史；（3）患者年齡≥60 歲；（4）患者疼痛癥狀不明顯；（5）合并髖臼發(fā)育不良、髖關節(jié)骨性關節(jié)炎、髖關節(jié)撞擊綜合征等疾?。唬?）嚴重的心肺腦疾病、全身及局部感染；（7）激素性ONFH，目前無法停用激素者。

剔除標準：（1）研究組中因各種原因沒有完成ESWL 治療計劃的病例；（2）隨訪丟失病例。符合標準的病例被納入研究。采用簡單隨機法，通過計算機生成的隨機數(shù)字表將患者隨機納入研究組或對照組。該研究得到了機構審查委員會的批準，并按照《赫爾辛基宣言》（2000年修訂）中規(guī)定的道德標準進行。所有患者在納入研究前都提供了書面知情同意書。

1.2 研究對象根據(jù)樣本量估計公式進行計算，本研究需要納入58 例。研究結束時，符合標準納入研究的共72 例（72 髖），研究組納入36 例，對照組納入36 例。研究組中有6 例因個人原因無法完成術后沖擊波治療，其數(shù)據(jù)從研究中剔除。最終66 例患者進入結果分析。其中男59 髖，女15 髖。平均年齡（36.8±10.4）歲，BMI 為（25.8±3.7）kg/m2。左側29 例，右側37 例。酒精相關性ONFH（每周飲白酒≥400 mL，無其他ONFH 誘因）32 例，激素相關性ONFH（有激素服用史，無其他ONFH 誘因）30例，未知原因4 例。所有病例術前常規(guī)進行VAS評分、Harris 評分，拍攝髖關節(jié)正側位、CT 和MRI，記錄改良Kerboul 角［7］（圖1）。

圖1 MRI 下Kerboul 角的測量Fig.1 Measurement of kerboul angle under MRI

研究結束時研究組30 例，對照組36 例。兩組患者的年齡、性別構成、BMI、左右側構成、病因構成、術前VAS 評分與髖關節(jié)功能Harris 評分比較差異均無統(tǒng)計學意義（P> 0.05），具有可比性，見表1。

表1 兩組患者基線資料比較Tab.1 Comparison of baseline data between the two groups例

1.3 治療過程

1.3.1 手術方法采用改良髓芯減壓+PRO?DENSE?CaSO4/CaPO4復合材料植入（Wright，美國）的方法治療?；颊哐雠P位患肢牽引固定，對側肢體外展、外旋固定，患側臀部墊高15°～20°（圖2A）。大腿外側大轉子下方2 cm 處做縱行2 cm 切口，先以2 mm 克氏針確定以病灶為中心的減壓中軸。C 臂透視克氏針引導下用直徑5 mm 空心鉆空沿導針前進減壓至股骨頭軟骨下3～5 mm，減壓鉆直徑以1 mm 幅度逐漸遞增至10 mm（圖2B）。當鉆到壞死骨區(qū)時，減壓鉆可觸及堅硬骨質。將X?Ream 可膨脹鉸刀引入減壓通道，在C 臂監(jiān)視下，旋轉器械，擴張刀片，盡可能清除死骨，并用刮匙進一步刮除股骨頭內(nèi)壞死骨（圖2C、D）。通過減壓通道沖洗清除減壓區(qū)已游離的壞死組織。最后，將CaSO4/CaPO4復合材料的液體和粉末在真空攪拌裝置中進行組合。從原壞死區(qū)域的空腔開始逆行填充。在注射時，要確保材料留在鉆孔通道中，不會進入軟組織。C 臂透視檢查確認整個空腔被填滿（圖2E、F、G）。縫合傷口。復合物會在沒有放熱反應的情況下硬化，并在20～30 min 內(nèi)凝固。術后即刻進行等長運動，疼痛可耐受后進行被動和主動髖關節(jié)活動。術后第2 天拄拐患肢免負重行走，6 周后部分負重，12 周后全負重。

圖2 髓芯減壓人工骨植入手術過程Fig.2 Operation process of ACD+SBS

1.3.2 ESWT 治療進入研究組的病例手術2 周后開始采用ARCADIS 機型（西門子，德國）進行治療。在沖擊波治療過程中，患者清醒狀態(tài)，取舒適臥位，避開大血管、神經(jīng)（圖3A）。患側清潔后在X線定位下調節(jié)反射體第2焦點至以人工骨植入?yún)^(qū)域和宿主骨交界處為靶點進行沖擊治療（圖3B），并在指定位置涂抹耦合劑。焦點聚焦范圍為1.5 cm2，先行手動沖擊，疼痛有所適應時將機器轉為自動沖擊。在治療過程中，定時在X 線下調整位置，以保證聚焦準確。根據(jù)壞死區(qū)域，一般選取8 個點作為基準點，治療能量為0.005～0.04 J，頻率60 Hz，沖擊劑量為2 000/次，間隔5～7 d/次，10 次/療程。為防止皮下出血，每個治療點連續(xù)沖擊不超過500次，能量逐漸升高，頻率逐漸降低，在患者耐受范圍內(nèi)調節(jié)參數(shù)。

圖3 ESWT 的治療過程Fig.3 treatment process of ESWT

1.4 評價指標術后3、6、12、24 個月復查。采用VAS 評分、髖關節(jié)功能Harris 評分進行評價。記錄術前及術后3、6、12、24 個月患髖疼痛評分和功能評分變化。在最后的隨訪期進行患肢正側位X 線片，CT，判斷股骨頭有無塌陷。并進行MRI 檢查，單個病例術后與術前Kerboul 角的變化值為△Ker?boul，以使用改良Kerboul 角［7］重新評估壞死區(qū)域的大?。▓D1）。

1.5 統(tǒng)計學方法應用SPSS 26.0 統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。計量資料用均數(shù)±標準差表示。采用Kolmogorov?Smirnov 檢驗對數(shù)據(jù)進行正態(tài)分布檢驗。采用配對t檢驗用于比較病例術前與術后VAS 評分和Harris 評分改善，以及Kerboul角的變化情況，獨立樣本t檢驗比較兩組病例術后VAS 評分和Harris 評分。以P< 0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 總體情況兩組患者均未出現(xiàn)任何術后傷口相關的局部并發(fā)癥如裂開或感染，未出現(xiàn)股骨骨折或系統(tǒng)性并發(fā)癥，如血栓或栓塞。至隨訪24 個月研究結束時，沒有病例進行全髖關節(jié)置換。研究組有13.3%出現(xiàn)塌陷（4/30），對照組有16.7%出現(xiàn)塌陷（6/36），兩組差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

2.2 治療改善情況兩組VAS 評分和Harris 評分較術前改善差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。比較兩組患者VAS 疼痛評分與髖關節(jié)功能Harris 評分評估，在術后3、6、12個月時，研究組均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P< 0.05）。24 個月時，兩組VAS 評分和Harris 評分較術前改善差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表2、3 和圖4。

表2 兩組患者治療前后VAS 疼痛評分比較Tab.2 Comparison of VAS pain scores between the two groups before and after treatment ±s

表2 兩組患者治療前后VAS 疼痛評分比較Tab.2 Comparison of VAS pain scores between the two groups before and after treatment ±s

時間治療后3 個月治療后6 個月治療后12 個月治療后24 個月視覺模擬評分研究組2.6±1.6 2.4±1.7 2.0±1.2 2.5±1.8對照組4.0±1.1 3.1±1.2 2.8±1.2 2.5±1.8 t 值-4.629-2.400-2.371 0.193 P 值<0.001 0.019 0.021 0.848

表3 兩組患者治療前后Harris 髖關節(jié)功能的比較Tab.3 Comparison of Harris hip function between the two groups before and after treatment ±s

表3 兩組患者治療前后Harris 髖關節(jié)功能的比較Tab.3 Comparison of Harris hip function between the two groups before and after treatment ±s

時間治療后3 個月治療后6 個月治療后12 個月治療后24 個月Harris 評分研究組74.8±7.3 84.6±6.7 87.5±7.0 82.8±7.8對照組67.9±10.3 80.6±6.5 83.9±5.1 82.6±8.2 t 值3.077 2.602 2.457-0.509 P 值0.003 0.011 0.017 0.612

圖4 術后VAS 評分和Harris 評分的變化趨勢Fig.4 Change trend of postoperative VAS score and Harris score

2.3 影像學評價Kerboul 角至隨訪結束時，兩組Kerboul 角術后與術前相比差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。研究組的△Kerboul 優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。見表4。

表4 研究組和對照組手術前后kerboul 角及變化值Tab.4 Kerboul angle and its changes pri?and post?operation in the study group and the control group ±s

表4 研究組和對照組手術前后kerboul 角及變化值Tab.4 Kerboul angle and its changes pri?and post?operation in the study group and the control group ±s

術前Kerboul 角術后Kerboul 角△Kerboul 角研究組（197.7±61.2）°（175.0±80.4）°（-22.7±20.3）°對照組（201.9±61.4）°（193.1±73.6）°（-8.9±26.3）°t 值-0.282-0.952-2.077 P 值0.779 0.345 0.042

3 討論

對于ONFH 的治療應該根據(jù)病情的階段進行階梯化精準治療［8］。ARCO 分期為Ⅰ、Ⅱ期患者的早期ONFH，主要采用藥物治療、髓芯減壓植骨、截骨、帶或不帶血管的自體骨移植等方法，旨在減輕疼痛，延緩壞死的發(fā)生；Ⅲ、Ⅳ期的中晚期ONFH，主要人工髖關節(jié)置換術來治療［9-10］。髓芯減壓主要通過降低股骨頭骨內(nèi)壓力來產(chǎn)生治療效果。創(chuàng)傷性ONFH 是外傷直接破壞導致股骨頭動脈缺血，骨內(nèi)壓變化不大［11］。激素性和酒精性ONFH主要由于脂代謝異常、股骨頭內(nèi)靜脈瘀滯，骨內(nèi)壓明顯增加［12］。研究發(fā)現(xiàn)，髓芯減壓對靜脈瘀滯型ONFH 有緩解作用，對動脈缺血型ONFH 的治療效果不佳［13］。因此在本研究中沒有納入創(chuàng)傷性ONFH的病例。既往傳統(tǒng)髓芯減壓植骨手術存在死骨去除不徹底，去除壞死后無內(nèi)部支撐加速股骨頭塌陷，自體骨或異體骨的來源困難的問題［3］。改良髓芯減壓（ACD）使用可膨脹鉸刀進行更為徹底的減壓，然后用合成骨替代材料（SBS）重新填充骨缺損是目前臨床上常用的治療方法［14］。填補骨缺損的支撐物可以增強股骨頭的機械強度，防止塌陷，并可促進細胞粘附增殖，誘導成骨細胞，幫助骨組織整合再生［15-16］。本研究中，使用PRO?DENSE?CaSO4/CaPO4人工骨材料作為支撐物，由75%的CaSO4和25%的CaPO4組成，其中含有β?TCP。此種材料具有良好的彈性模量和強度，可以為股骨頭提供足夠的力學支撐；具有與骨組織相近的空間結構，利于細胞生長分化，促進骨組織再生；免疫排斥反應低，無疾病傳播風險［17］。在本研究中，研究組和對照組術后隨訪2年，VAS 和Harris 評分比術前都有明顯提高，說明對于早期ONFH，無論是否輔助ESWT，ACD+SBS 都可以有效的緩解疼痛，改善功能。需要注意的是，進行ACD+SBS 手術中要注意，導針方向在準確指向壞死區(qū)域的同時，盡量遠離股骨頸外側皮質。股骨頸外上方區(qū)域的切割會大大增加股骨頸骨折的風險。本研究中的病例由于操作小心，沒有股骨頸骨折的并發(fā)癥出現(xiàn)。

沖擊波在體內(nèi)反射與吸收的過程可對機體細胞產(chǎn)生不同的效應力，通過這種能量吸收可引發(fā)骨生成和血管生成效應［18］。ESWT 可以顯著上調細胞增殖及VEGF、堿性磷酸酶、BMP?2、RUNX2、骨鈣素mRNA 的表達，促進血管的重建與再生，從而改善股骨頭的血液供應?？赏ㄟ^抑制神經(jīng)末梢的疼痛信號傳導，從而起到緩解疼痛的作用。大量的研究表明ESWT 可以用于治療早期ONFH，并可以獲得不錯的療效［18］。

有研究認為ACD+SBS 用于治療早期ONFH 短期效果較為理想［19］，但是遠期療效不佳［20］，主要原因可能是人工骨材料吸收的速度快于新生骨再生的速度［21］。在本研究中，研究組ACD+SBS 的術后早期，輔助ESWT，希望能夠通過改善股骨頭內(nèi)的微環(huán)境，促進毛細血管的增殖，改善植骨區(qū)附近血運，從而促進成骨。PRO?DENSE?CaSO4/CaPO4材料分三個階段再吸收。CaSO4 在6～10 周內(nèi)被再吸收，使毛細血管得以早期發(fā)育。CaPO4形成一種多孔支架，毛細血管可以穿透其中，從而促進新骨的生長。最后，β?TCP 被吸收。研究組的病例在術后10周進行了ESWL治療，在CaSO4吸收的過程中，促進毛細血管的長入，刺激成骨。本研究發(fā)現(xiàn)，ACD+SBS 和ACD+SBS+ESWT，對于早期ONFH，可以明顯的減輕疼痛，改善功能。在術后3、6、12個月時，CD+SBS+ESWT都便顯出優(yōu)于CD+SBS 的效果。證明了ESWT 對ACD+SBS 有輔助作用，對于患者的功能的快速恢復有幫助。但是，在隨訪24 個月時，兩組在VAS 評分和Harris 評分都沒有差異。這可能與ESWT 持續(xù)時間較短有關。本研究的ESWT在CD+SBS 術后，僅持續(xù)了10 周。如果能夠持續(xù)更長的時間，可能兩組的差異會更為顯著。

本研究結果顯示在MRI 上測量Kerboul 角是一個預測股骨頭塌陷的良好方法［7］。通過聯(lián)合壞死角法估計骨壞死的程度。壞死角度是在冠狀位和矢狀位磁共振成像掃描上測量的。測量中使用了顯示股骨頭最大直徑的冠狀面和矢狀面。這些圖像顯示股骨頭內(nèi)異常信號強度的最大區(qū)域。測量冠狀面（a）和矢狀面圖像（b）上壞死部分的弧度，然后計算兩個角度之和（圖1）。Kerboul 角與股骨頭塌陷風險有相關性。HA 的研究表明Kerboul＞250°病例的塌陷風險是Kerboul＜250°病例塌陷風險的4.6 倍［7］。在本研究中，研究組和對照組的術后Kerboul 角均比術前有所減少，提示減壓后股骨頭局部血運的改善，塌陷風險降低。研究組術后Kerboul 角小于對照組，但是并沒有取得統(tǒng)計學差異，這可能與兩組差異較小，單個病例變化幅度較大造成樣本標準差較大，而樣本量又較小有關。對于每個病例Kerboul 角的術前術后變化幅度（△Kerboul），研究組對Kerboul 角的改善更為明顯。提示ACD+SBS 術后早期聯(lián)合ESWT，可以一定程度促進ONFH 周邊區(qū)域的血運恢復，可能對ONFH 的預后有益。本組病例至術后2年，研究組有13.3%的患者出現(xiàn)了塌陷，對照組有16.7%的患者出現(xiàn)塌陷，這可能是由于療程較短。

綜上所述，微創(chuàng)保髖在ONFH 的精準階梯治療中發(fā)會越來越多的作用。在早期ONFH 的保髖治療方法中，ACD+SBS的方法治療ARCOⅡ以內(nèi)的ONFH，早期療效是肯定的，可以很好的緩解疼痛，改善關節(jié)功能。ACD+SBS 聯(lián)合ESWT 進行治療，比單獨使用ACD+SBS，對于術后早期康復是有優(yōu)勢的，但是隨訪2年后的評分沒有差異。ACD+SBS 聯(lián)合ESWT 可以更好的減小Kerboul 角，促進股骨頭區(qū)域的供血的恢復，可能會降低ONFH 的發(fā)生概率。ACD+SBS 手術后聯(lián)合ESWT 對預后有幫助，建議有條件時聯(lián)合治療。未來應該進行更長期的隨訪，擴大納入研究的病例數(shù)，才能夠更為全面客觀地評價手術長期效果。同時，應該設計細胞甚至蛋白層面的研究來揭示ESWT 治療ONFH 的機理。另外，根據(jù)既往的研究結果提示［22］，還應該繼續(xù)考慮ACD+SBS+ESWT治療，是否能夠同時聯(lián)合其它的保髖治療手段，來進一步提升療效，為早期ONFH 的治療提供更完善的治療思路，甚至提出早期ONFH 的標準化治療方案。